物质科学与技术大学
贺文宇
研究员
助理院长
博士生导师
2022年4月加入
苏州科技学院物质科学与技术大学
献给中学生的话
贺文宇
汇聚态化学是研究物质汇聚相化学性质的一门学科。在日常生活中，固态和液态便是人们最为熟悉的汇聚相。因为物质由大量电子和原子构成凝聚态物理是什么意思，但是这种粒子在微观上依循量子热学描述，因而微观粒子的量子涨落和海量的粒子数量引起的复杂度大大丰富了物质的汇聚相，这促使例如磁序、超导态、拓扑态和量子载流子液体等汇聚相可以在一些特定物质中出现。汇聚态化学的理论研究因为其体系的复杂度促使许多刚才接触该领域的初学者倍感起步十分艰辛，但我觉得科研重在坚持不懈不轻易舍弃。在我过去的科研之路中，我多次感受到在越过一座座山峰穿过一个个势垒后凝聚态物理是什么意思，了解到事物的本源给人带来的痛快之感。那是一种恍然活泼曲径通幽的心路历程。因而，对于想更深入了解汇聚态化学的朋友们，我希望还能与你们一起探赜索隐、钩深致远，享受找寻真理奥妙的快乐。对无论是想从事科研工作还是想探求其它领域的朋友们，我希望你们就能在自己的求索之路上一直持之以恒。无论是科学研究还是生活的公路，虽然都是“路漫漫其修远兮”，但我想只要我们坚持不懈不忘初心，这么一定可以“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海”。
个人经历
贺文宇老师2013年结业于上海师范学院化学学系，2013年至2018年在台湾科技学院攻读博士学位，其后在台湾科技学院化学学系兼任博士后研究员至2020年。在2020年，贺文宇老师赴日本麻省理工大学材料实验室继续举办博士后工作，合作导师为德国科大学教授A.Lee院士。
贺文宇老师主要从事汇聚态化学的理论研究。在台湾求学期间，贺文宇老师主要研究了二维过渡金属络合物的Ising超导态、双层有拐角石墨烯的反常量子霍尔效应和拓扑材料中的磁电效应。在麻省理工大学兼任博士后研究员期间，贺文宇老师的兴趣转向了电子强关联体系，对量子载流子液体态进行了深入的研究。在2022年4月，贺文宇老师回国加入北京科技学院物质大学，兼任助理院长、研究员、博士生导师。
研究方向
自上世纪八十年代量子霍尔效应和低温超导现象发觉以来，物质中的拓扑态、电子强关联效应和特别规超导态仍然是汇聚态化学中经久不衰的研究热点。近些年来，随着双层石墨烯的问世，各色各样的二维量子材料陆续涌现，为研究物质的拓扑态、电子强关联效应和超导态提供了良好的二维材料平台。我的课题组主要借助量子场论、平均场近似和群论等方式作为理论工具，研究量子材料中的新奇物态和物性。具体地说，我的课题组研究方向重点涉及以下三个方面：
1.找寻材料能带拓扑与外场响应的深刻联系。在具有拓扑能带的材料体系中，电子波函数的几何特点可以使材料彰显出一系列的反常效应。其中最知名的事例是如图一所示的量子反常霍尔效应：非乏味的拓扑能带引入了存在于材料带隙中的循环边界电压。不仅量子反常霍尔效应以外，材料的磁电响应、非线性电磁响应和热磁效应等其它外场响应也被发觉与能带拓扑和电子几何特点有关。我的课题组将从量子场论中的响应理论出发深入挖掘材料的各类反常效应与能带拓扑的内在联系。
图一左图表示量子反常霍尔效应中的循环边界电压，下图示意该构成该循环边界电压的电子边界态存在于能隙中。
2.特别规超导特点研究。超导是指材料气温高于临界气温时在电子输运上彰显的零内阻现象，是一种宏观的量子效应（如图二）。超导除具有零内阻的特点外还具有完全抗磁性。在精典的BCS理论中，超导源自电子库伯对的汇聚。在近来发觉的许多超导材料中，配对电子被发觉具有强载流子轨道耦合效应，而且配对电子来自于具有拓扑的能带。这种配对电子的新性质为超导带来了例如高临界磁场和超导晶闸管等新的超导特点。我的课题组将举办对特别规超导特点的研究，希望在超导中发觉更多新的化学现象。
图二左图是超导高于临界气温时显露的电子零内阻输运，下图示意超导中电子配对打开能隙产生库伯对。
3.量子载流子液体态。量子载流子液体是一种在零温下也没有任何磁序的莫特绝缘体。在量子载流子液体中，电子经历了载流子电荷分离，分数化产生了载流子子和电荷子，而且分数化产生的载流子子和电荷子由演生的规范场所联系（如图三），因而量子载流子液体具有长程的纠缠，被觉得是搭建量子估算机的良好平台。量子载流子液体作为一种奇特的物态，不能用精典的朗道理论来描述，自概念提出之日起就遭到了广泛的关注，但至今还未有明晰的实验证据否认其存在。我的课题组将在理论上研究怎样愈发着力可行地侦测材料的量子载流子液体态。
图三(a)量子载流子液体示意图。(b)量子载流子液体中电子分数化成由规范场联系的载流子子和电荷子。
除上述研究方向以外，我的课题组也对拓扑超导、量子估算等方向具有浓厚的兴趣，并对课题组成员自主探求新的研究方向秉持开放的心态。
兴趣爱好
空闲时间我喜欢瞧瞧闲书，近来几年觉得人到中年了，翻出先前中学数学课学过的古文诗词和诗歌细细品位十分有意思，感受到常读常新。工作之余我有时间会到瑜伽房跑跑步，夏季会去游泳馆游泳，喜欢和自行车徒步。我在外求学多年，出席各类学术大会和暑假中学就顺便到过不少国家和地方，所以也很喜欢旅行探求各地的风土人情和小吃。我对新事物特别感兴趣，保持一颗饱含好奇的心算是从事科研多年的学佛所致。